一种检测细胞内甲醛的荧光探针及其制备方法

本发明涉及分析化学，尤其涉及一种检测细胞内甲醛的荧光探针及其制备方法。

背景技术：

1、随着科学技术发展进步，人类的生活质量也发生了质的变化，在享受技术带来的便利的同时也面临各种添加剂引起的危害，甲醛(fa)作为重要的活性羰基(reactivecarbonylspecies,rcs)物质，是基础的化工原料，广泛存在于木材加工、塑料、皮革鞣制、化妆品和食品等行业，吸入或长期暴露可导致严重的健康问题，根据世界卫生组织的规定，人体长时间(超过30min)暴露于甲醛的甲醛浓度应低于0.08ppm，此外，研究表明，fa在机体中参与细胞分化、dna甲基化、表观遗传和基因表达，因此，国际癌症研究机构(iarc)已将fa归类为人类的已知致癌物(第1类)，正常机体血液中的甲醛的生理浓度为50-100μm，一方面，这些正常fa水平对维持机体健康起着重要的作用，另一方面，过量的fa可以与gsh中的氧化还原活性硫醇基团发生反应，导致gsh和gssg之间的比例失衡，进而导致氧化应激，诱发各种神经退行性疾病，如癌症、阿尔茨海默病、糖尿病和哮喘，包括不可避免地影响到学习、记忆和行为，因此，有必要建立一种简单、高灵敏度的化学方法来检测环境和监测生物体系中fa水平。

2、诸如常规的检测方法，如比色法、气相色谱(gc)、高效液相色谱(hplc)、质谱(ms)、电位法在一定程度上促进了fa检测的研究，但通常昂贵且耗时，包括对样品的破坏和选择问题，限制了其在生物系统中的发展应用，与传统检测手段相比较，光学传感技术的出现，利用非侵入性和可视化成像的优势成为有效的替代方案，近年来，在细胞、生物体、环境和食品安全中报道了一些用于fa检测的小分子荧光探针，大多利用甲胺机制和基于氮杂-cope重排机制，这对于揭示fa在生命系统中的作用具有重要意义，然而，先前报道的这些探针多数含有疏水基团，受到水溶性、细胞毒性和检测灵敏度的影响，限制了探针的实际应用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种检测细胞内甲醛的荧光探针及其制备方法，该检测细胞内甲醛的荧光探针及其制备方法旨在解决现有技术下探针多数含有疏水基团，受到水溶性、细胞毒性和检测灵敏度的影响，限制了探针实际应用的技术问题。

2、本发明的技术方案为：一种检测细胞内甲醛的荧光探针，一种检测细胞内甲醛的荧光探针；其特征在于，其结构为：

3、

4、一种检测细胞内甲醛的荧光探针制备方法，其包括如上述所述的一种检测细胞内甲醛的荧光探针，包括如下步骤：向反应器中加入4-(萘-2-基)-7-胺基-2-(三氟甲基)喹啉，加入hcl溶解，然后缓慢加入溶解在溶剂中的sncl2(0.8～2eq)，保持恒定低温2～6h，反应结束后将粗产物溶于水，加入碱中和溶液，过滤收集固体，用柱层析分离提纯，其反应式如下：

5、

6、作为优选，4-萘基-7-胺基-2-(三氟甲基)喹啉和sncl2的摩尔比为1：0.7～1：2.3。

7、作为优选，保持恒定低温时，反应器内同步搅拌。

8、作为优选，碱为吡啶、三乙胺、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸铯、碳酸钾、碳酸氢钠、中的任意一种或多种的组合。

9、一种检测细胞内甲醛的荧光探针，在细胞中对内/外源性甲醛检测的应用。

10、一种检测细胞内甲醛的荧光探针在细胞中对内/外源性甲醛检测的应用，基于探针良好的荧光特性，提出了肼基团与醛加成反应机制，肼基的homo能级位于探针的homo-lumo能隙之内，当探针被光激发时，荧光团的homo电子转移到lumo轨道，同时，电子捐赠肼的homo轨道电子转移到荧光团电子转变产生的空闲轨道，荧光团的激发态电子无法通过辐射转变返回基态，从而导致荧光淬灭，当探针对甲醛产生反应时，甲醛会诱导肼分子的伯胺和羰基发生缩合反应，形成稳定的亚甲基肼结构，在这种情况下，电子供体的homo能级低于荧光体的homo能级，从而阻断了pet过程，荧光信号显著增加，具体检测过程如下：

11、

12、本发明的有益效果：

13、1、荧光探针w-1a对甲醛具有出色的检测性能，灵敏度高、稳定性好、选择性强，对甲醛识别具有优异的选择性和抗干扰能力，针对甲醛的荧光探针w-1a对细胞具有低毒性，成像结果表明，该探针可有效监测细胞内/外源性甲醛诱导的信号变化；

14、2、探针可以简单高效的检测甲醛信号，同时检测手段深入到细胞，达到响应亚细胞中甲醛的目的。

1.一种检测细胞内甲醛的荧光探针；其特征在于，其结构为：

2.一种检测细胞内甲醛的荧光探针制备方法，其特征在于包括根据权利要求1所述的一种检测细胞内甲醛的荧光探针，包括如下步骤：向反应器中加入4-(萘-2-基)-7-胺基-2-(三氟甲基)喹啉，加入hcl溶解，然后缓慢加入溶解在溶剂中的sncl2(0.8～2eq)，保持恒定低温2～6h，反应结束后将粗产物溶于水，加入碱中和溶液，过滤收集固体，用柱层析分离提纯，其反应式如下：

3.根据权利要求2所述的一种检测细胞内甲醛的荧光探针制备方法，其特征在于：4-萘基-7-胺基-2-(三氟甲基)喹啉和sncl2的摩尔比为1：0.7～1：2.3。

4.根据权利要求2所述的一种检测细胞内甲醛的荧光探针制备方法，其特征在于：保持恒定低温时，反应器内同步搅拌。

5.根据权利要求2所述的一种检测细胞内甲醛的荧光探针制备方法，其特征在于：碱为吡啶、三乙胺、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸铯、碳酸钾、碳酸氢钠、中的任意一种或多种的组合。

6.根据权利要求1所述的一种检测细胞内甲醛的荧光探针，在细胞中对内/外源性甲醛检测的应用。

7.根据权利要求6所述的一种检测细胞内甲醛的荧光探针在细胞中对内/外源性甲醛检测的应用，其特征在于，基于探针良好的荧光特性，提出了肼基团与醛加成反应机制，肼基的homo能级位于探针的homo-lumo能隙之内，当探针被光激发时，荧光团的homo电子转移到lumo轨道，同时，电子捐赠肼的homo轨道电子转移到荧光团电子转变产生的空闲轨道，荧光团的激发态电子无法通过辐射转变返回基态，从而导致荧光淬灭，当探针对甲醛产生反应时，甲醛会诱导肼分子的伯胺和羰基发生缩合反应，形成稳定的亚甲基肼结构，在这种情况下，电子供体的homo能级低于荧光体的homo能级，从而阻断了pet过程，荧光信号显著增加。